(57)【要約】【課題】ピストン本体１１のサイズとこれに一体成形されたピストンシール１３のシール径の如何に拘らず、ピストンシール１３の所要の剛性を確保し、耐圧性や耐久性の低下を防止し得る構造とする。【解決手段】ピストン本体１１に、ゴム状弾性材料からなるピストンシール１３が一体に成形されている。ピストン本体１１には付設リング１２が圧入嵌着等によって固定され、ピストンシール１３の基部１３ｂは、ピストン本体１１及び付設リング１２の双方に接合されている。付設リング１２の端部は、ピストンシール１３におけるシールリップ１３ａの根元に達している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン本体（１１）に、ゴム状弾性材料からなるピストンシール（１３）が一体に成形されたピストン装置（１）において、前記ピストン本体（１１）に付設リング（１２）が固定され、前記ピストンシール（１３）が、前記ピストン本体（１１）及び付設リング（１２）の双方に接合され、前記付設リング（１２）の端部が、前記ピストンシール（１３）におけるシールリップ（１３ａ）の根元に延びていることを特徴とするピストン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の自動変速機に装備されてクラッチを切り替え動作させるクラッチピストン等のように、ピストンシールを一体に有するピストン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の自動変速機には、油圧によってシリンダ内を動作するクラッチピストンが、駆動軸側のドライブプレートと従動軸側のドリブンプレートとを接離させて、クラッチを切り替え動作させるものがあり、この種のクラッチピストンは、例えば下記の特許文献１に開示されているように、ゴム状弾性材料からなるピストンシールが一体的に成形されている。
【特許文献１】特開平９−２１００８８号公報
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来のピストン装置（クラッチピストン）を、自動変速機の一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。すなわち、このクラッチピストン１０１は、クラッチシリンダ１０２との間の油室１０３が加圧されることによって、キャンセラ１０４に支持されたリターンスプリング１０５の付勢力に抗して図における下方へ変位し、その外周筒部１０１ａの下端に形成された押圧部が、多板クラッチ１０６のドライブプレート１０６ａをドリブンプレート１０６ｂに押し付けて摩擦係合させ、駆動軸の駆動トルクを、クラッチシリンダ１０２、多板クラッチ１０６及びクラッチハブ１０７を介して従動軸へ伝達するようになっている。
【０００４】
ところで、クラッチピストン１０１は、その外周部に一体的に設けられてクラッチシリンダ１０２における外周筒部１０２ａの内周面と密接するピストンシール１０８のシール径ｄ１（シリンダ１０２の外周筒部１０２ａの内径）や、クラッチピストン１０１の外周筒部１０１ａにおける多板クラッチ１０６に対する押圧部の位置、スプリング１０５を支持するキャンセラ１０４の外周に一体的に設けられてクラッチピストン１０１の外周筒部１０１ａの内周面と密接するキャンセラシール１０９のシール径ｄ２（クラッチピストン１０１の外周筒部１０１ａの内径）などは、周辺部品のレイアウトや、要求性能等によって決定される。このため、多板クラッチ１０６とクラッチピストン１０１との位置関係等によっては、前記シール径ｄ１，ｄ２の差が大きくなることがあり、このような場合、クラッチピストン１０１の外周筒部１０１ａに被着されてピストンシール１０８が形成されたゴム層１０８ａを、径方向に厚肉にすることによって対処している。
【０００５】
しかしながら、ピストンシール１０８が形成されたゴム層１０８ａを、径方向に厚肉にすると、油室１０３に導入される油圧によるピストンシール１０８の変形が大きくなり、シリンダ１０２の外周筒部１０２ａの内周面との接触面積及び接触荷重の増大によるピストンシール１０８の早期摩耗や、えぐれ摩耗によるピストンシール１０８の耐圧性・耐久性の低下といった問題を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ピストン本体のサイズとこれに一体成形されたピストンシールのシール径の如何に拘らず、ピストンシールの接触面積及び接触荷重の増大による早期摩耗や耐圧性・耐久性の低下を防止し得る構造とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るピストン装置は、ピストン本体に、ゴム状弾性材料からなるピストンシールが一体に成形されたピストン装置において、前記ピストン本体に付設リングが固定され、前記ピストンシールが、前記ピストン本体及び付設リングの双方に接合され、前記付設リングの端部が、前記ピストンシールにおけるシールリップの根元に延びるものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係るピストン装置によれば、ピストンシールの基部におけるゴム層の一部を、それより剛性の大きな付設リングに置換した構造となり、その一端が、ピストンシールのシールリップの根元に達しているため、ピストン本体のサイズとこれに一体成形されたピストンシールのシール径の如何に拘らず、ピストンシールの所要の剛性を確保し、ピストンシールのシールリップのベタ当たりによる早期摩耗やえぐれ摩耗を防止して、耐圧性・耐久性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係るピストン装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明のピストン装置を自動車の自動変速機のクラッチピストン１に適用した一形態を、自動変速機の一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【００１０】
すなわちクラッチピストン１は、請求項１に記載のピストン装置に相当するものであって、ピストン本体１１と、このピストン本体１１に固定された付設リング１２と、これらピストン本体１１及び付設リング１２の双方に接合されたその外周部に一体成形されたピストンシール１３とを有する。
【００１１】
ピストン本体１１は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、内筒部１１ａと、その一端から径方向へ展開したフランジ部１１ｂと、その外周から内筒部１１ａと反対側へ延びる中間筒部１１ｃと、その端部から径方向へ延びる端板部１１ｄと、更にその外周から中間筒部１１ｃと同方向へ延びる外筒部１１ｅと、この外筒部１１ｅの先端から外周へ屈曲形成された鍔状のクラッチ押圧部１１ｆからなる。また、付設リング１２は金属板のプレス又は金属パイプの切断によって製作されたものであって、ピストン本体１１の外筒部１１ｅの外周面に、適当な締め代をもって圧入嵌着されている。
【００１２】
ピストンシール１３は、ゴム状弾性材料からなるものであって、後述する多板クラッチ５と反対側を向いたシールリップ１３ａを有し、その基部１３ｂは、ピストン本体１１の端板部１１ｄから外筒部１１ｅへの屈曲部の外面と、前記外筒部１１ｅに圧入嵌着された付設リング１２の双方に、一体的に加硫接着されている。そして、付設リング１２の軸方向一端は、ピストンシール１３のシールリップ１３ａの根元部分に達している。
【００１３】
すなわち、このピストンシール１３は、所定のゴム加硫成形用金型内に、予め外筒部１１ｅに付設リング１２を圧入嵌着して加硫接着剤を塗布したピストン本体１１をセットし、型締めによってピストン本体１１及び付設リング１２と前記金型の内面との間に画成される環状のキャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、加硫成形と同時にピストン本体１１及び付設リング１２に加硫接着したものである。
【００１４】
参照符号２はクラッチシリンダである。このクラッチシリンダ２は、クラッチピストン１を軸方向変位可能に収容しているものであって、ピストン本体１１と略相似の内面形状に形成され、内周端が、駆動軸３側に結合固定又は一体的に設けられている。そしてピストン本体１１（クラッチピストン１）の内筒部１１ａは、駆動軸３側に、ゴム状弾性材料からなるＯリング３１を介して、軸方向移動可能に外挿されており、ピストンシール１３は、シールリップ１３ａの先端外周が、クラッチシリンダ２の外周部の内周面２ａと摺動可能に密接されている。なお、シールリップ１３ａのクラッチシリンダ２との摺動面には、円周方向へ延びる複数の潤滑溝が形成されている。
【００１５】
参照符号４は不図示の従動軸側に結合されたクラッチハブ、参照符号５は多板クラッチである。多板クラッチ５は、クラッチシリンダ２のクラッチ収納筒部２ｂの内周に軸方向移動可能かつ回り止め状態に係止された複数のドライブプレート５１と、クラッチハブ４に軸方向移動可能かつ回り止め状態に係止された複数のドリブンプレート５２が軸方向交互に配置され、不図示のリテーナにより抜け止めされた構造を有する。
【００１６】
参照符号６は、クラッチピストン１を多板クラッチ５から離れる方向へ付勢するリターンスプリングである。このリターンスプリング６は、コイルスプリングからなるものであって、駆動軸３側に止め環７１を介して固定されたキャンセラ７と、クラッチピストン１との間に、圧縮された状態で円周方向複数配置されている。なお、参照符号６１，６２は、リターンスプリング６の両端を保持するスプリングホルダである。
【００１７】
詳しくは、キャンセラ７は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであって、内周フランジ部７ａと、その外周からクラッチピストン１のピストン本体１１における中間筒部１１ｃの外周位置へ向けて延びる中間筒部７ｂと、更にその端部から外周側へ展開して外周端部が前記ピストン本体１１における外筒部１１ｅの内周面と近接対向された外周フランジ部７ｃからなる。この外周フランジ部７ｃの外周端部には、ゴム状弾性材料からなるキャンセラシール７２が一体成形されており、多板クラッチ５と反対側を向いたシールリップ７２ａの外周が、前記ピストン本体１１における外筒部１１ｅの内周面に摺動可能に密接されている。
【００１８】
以上の構成において、クラッチシリンダ２の内面とクラッチピストン１との間に画成されＯリング３１及びピストンシール１３により密封された油室Ａに、不図示の油路を通じて作動油圧を導入すると共に、クラッチピストン１とキャンセラ７の間に画成されキャンセラシール７２により密封された油室Ｂを、不図示の他の油路を通じて開放すると、クラッチピストン１がリターンスプリング６を圧縮しながら図１における下方へ変位し、ピストン本体１１におけるクラッチ押圧部１１ｆが、多板クラッチ５におけるドライブプレート５１をドリブンプレート５２に押し付けて摩擦係合させる。このため、多板クラッチ５が接続状態となって、駆動軸３の駆動トルクが、クラッチシリンダ２から、多板クラッチ５及びクラッチハブ４を介して、不図示の従動軸へ伝達される。
【００１９】
また、油室Ａの油圧を開放すると共に、油室Ｂに作動油を供給すれば、圧縮されたリターンスプリング６の反発によって、クラッチピストン１が油室Ａの容積を縮小させるように図１における上方へ変位し、ドライブプレート５１への押圧を解除するので、多板クラッチ５が遮断状態となって、駆動軸３から従動軸への駆動トルクの伝達が遮断される。
【００２０】
ここで、クラッチピストン１は、設計上、ピストンシール１３が密接するクラッチシリンダ２の外周部内周面２ａの内径、すなわちピストンシール１３のシール径ｄ１３と、キャンセラシール７２が密接するピストン本体１１の外筒部１１ｅの内径、すなわちキャンセラシール７２のシール径ｄ７２の差が比較的大きいものとなっている。このため、前記外筒部１１ｅの外径とピストンシール１３のシール径ｄ１３との差Δｄも大きなものとなっている。
【００２１】
しかしながら、この形態によれば、ピストン本体１１の外筒部１１ｅの外周面には、付設リング１２が嵌着されているため、実質的に、この付設リング１２の外径が、ピストンシール１３に対するバックアップ径となる。言い換えれば、ピストンシール１３の基部１３ｂから延びるゴム層１３ｃの一部を、それよりも剛性の十分に大きな金属からなる付設リング１２に置換した構造となっており、その一端が、ピストンシール１３のシールリップ１３ａの根元部分に達している。このため、ピストンシール１３は、ピストン本体１１の外筒部１１ｅの外径とピストンシール１３のシール径ｄ１３との差Δｄに応じてシールリップ１３ａの突出長さを長くしたり、ゴム層１３ｃの径方向肉厚を大きくしたりする必要がなく、シールリップ１３ａ及び基部１３ｂの所要の剛性が確保される。
【００２２】
したがって、クラッチピストン１を下方へ変位させて多板クラッチ５を接続状態とするために、油室Ａを、作動油圧の導入によって高圧にした場合、この油室Ａ内の油圧によって、ピストンシール１３のシールリップ１３ａが、クラッチシリンダ２の外周部の内周面２ａにベタ当たりするのを防止することができ、ひいては、接触面積及び接触荷重の増大によるピストンシール１３の早期摩耗や、えぐれ摩耗の発生を防止して、耐圧性・耐久性を維持することができる。
【００２３】
次に、図２及び図３は、それぞれ、本発明に係るピストン装置を自動車の自動変速機のクラッチピストン１に適用した他の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【００２４】
図２及び図３に示されるクラッチピストン１は、いずれも、円盤状のピストン本体１１と、その外周部に固定された付設リング１２と、これらピストン本体１１及び付設リング１２の双方に接合されたその外周部に一体成形されたピストンシール１３と、ピストン本体１１の内周部に一体的に設けられた内周シール１４を有する。そして、この形態によるクラッチピストン１も、基本的には図１の形態と同様、油室に導入される作動油圧によって、キャンセラに支持されたリターンスプリングの付勢力に抗して図における下方へ変位し、クラッチ押圧部１１ｆが、多板クラッチのドライブプレートをドリブンプレートに押し付けて摩擦係合させるものである。
【００２５】
ピストン本体１１は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより扁平な円盤状に製作されたものであって、内周フランジ部１１ｇと、その外周に中間段差部１１ｈを介して径方向へ展開した中間フランジ部１１ｉと、更にその外周に外周段差部１１ｊを介して形成された鍔状のクラッチ押圧部１１ｆからなる。また、付設リング１２も金属板の打ち抜きプレス成形によって製作されたものであって、ピストン本体１１の、短い円筒状である外周段差部１１ｊの外周面に、適当な締め代をもって圧入嵌着されている。
【００２６】
図２の形態による付設リング１２は、内周縁がピストン本体１１の外周段差部１１ｊに圧入嵌着されると共にピストン本体１１のクラッチ押圧部１１ｆに当接された径方向部１２ａと、その外周から前記クラッチ押圧部１１ｆと反対側へ屈曲した軸方向部１２ｂとを有する断面略Ｌ字形をなす。また、図３の形態による付設リング１２は、ピストン本体１１の外周段差部１１ｊに圧入嵌着された内周軸方向部１２ｃと、その一端から延びてクラッチ押圧部１１ｆに当接された径方向部１２ｄと、その外周から前記クラッチ押圧部１１ｆと反対側へ屈曲した外周軸方向部１２ｅとを有する断面略コ字形をなす。
【００２７】
ピストンシール１３は、ゴム状弾性材料からなるものであって、先に説明した図１の多板クラッチ５と反対側を向いたシールリップ１３ａを有し、その基部１３ｂが、ピストン本体１１の外周段差部１１ｊの外面と、この外周段差部１１ｊに圧入嵌着された付設リング１２の双方に、一体的に加硫接着されている。図２の形態による付設リング１２の軸方向部１２ｂ、あるいは図３の形態による付設リング１２の外周軸方向部１２ｅは、ピストンシール１３のシールリップ１３ａの根元部分に達している。
【００２８】
一方、内周シール１４はピストンシール１３と同じゴム状弾性材料からなるものであって、膜部１５を介してピストンシール１３と連続し、ピストン本体１１における内周フランジ部１１ｇの内周端部に加硫接着されている。この内周シール１４は、先に説明した図１に示される多板クラッチ５と反対側を向いたシールリップ１４ａを有し、図１の形態におけるＯリング３１と同様、油室Ａの内周側を密封するものである。
【００２９】
ピストンシール１３及び内周シール１４は、所定のゴム加硫成形用金型内に、予め外周段差部１１ｊに付設リング１２を圧入嵌着して加硫接着剤を塗布したピストン本体１１をセットし、型締めによってピストン本体１１の内周部から付設リング１２にかけての面と前記金型の内面との間に画成される環状のキャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、加硫成形と同時に加硫接着したものである。
【００３０】
そして、図２あるいは図３の形態においても、ピストン本体１１に固定した付設リング１２の軸方向部１２ｂあるいは外周軸方向部１２ｅが、ピストンシール１３のシールリップ１３ａの根元部分に達しているため、シールリップ１３ａ及び基部１３ｂの所要の剛性が確保される。したがって、作動油圧によって、ピストンシール１３のシールリップ１３ａが、クラッチシリンダの外周部の内周面にベタ当たりするのを防止することができ、ひいては、接触面積及び接触荷重の増大によるピストンシール１３の早期摩耗や、えぐれ摩耗の発生を防止して、耐圧性・耐久性を維持することができる。
【００３１】
なお、上述の各形態においては、いずれも付設リング１２がピストン本体１１に圧入嵌着によって固定されているが、圧入以外の手段、例えば溶接やろう付け等によってピストン本体１１に固定しても良い。また、付設リング１２の断面形状は、ピストンシール１３の基部１３ｂの大きさなどを考慮して適切に決定されるものであって、図示のものには特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るピストン装置を自動車の自動変速機のクラッチピストンに適用した一形態を、自動変速機の一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】本発明に係るピストン装置を自動車の自動変速機のクラッチピストンに適用した他の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図３】本発明に係るピストン装置を自動車の自動変速機のクラッチピストンに適用した他の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図４】従来のピストン装置を、自動変速機の一部と共に軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  クラッチピストン（ピストン装置）
１１  ピストン本体
１２  付設リング
１３  ピストンシール
１３ａ，１４ａ  シールリップ
１４  内周シール
１５  膜部
２  クラッチシリンダ
３  駆動軸
４  クラッチハブ
５  多板クラッチ
６  リターンスプリング
７  キャンセラ
７１  止め環
７２  キャンセラシール
Ａ，Ｂ  油室
【図１】
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【図２】
2005265073.tif 000004
【図３】
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【図４】
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